[发明专利]医用图像中的构造物分割用的医用图像处理装置

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及对医用图像中的构造物进行分割的医用图像处理装置。

背景技术

在现代的医用图像技术中，希望自动地或者半自动地识别在患者或者其他的被检体的医用图像中示出的构造物。在医用图像中示出的构造物例如能够是解剖学构造的血管或者脏器。构造物还能够是支架等人工的构造物。

分割能够表示为可能包含对医用图像的像素或者体素进行分离的步骤的、识别表示医用图像内的构造物的像素或者体素的处理。通过对表示构造物的像素或者体素进行识别和/或分离，从而进一步提取与构造物相关的信息、测量构造物、或者通过与医用图像内的其他的构造物不同的方法绘制构造物等变得容易。对医用图像的构造物进行分离需要知道哪一像素或者体素与哪一组织类型(或者人工制品的类型)对应。接着，医用图像能够分割成表示与构造物对应的组织类型的医用图像的一部分和不表示组织类型的剩余的部分。在医用图像中，能够区域分割(分割)为与组织对应的构造物和不与其对应的剩余的构造物。多个构造物还有时在一个医用图像中被分割。

有时难以将体素向特定的组织类型进行分类。不同的组织类型在医用图像中作为具有不同的信号强度的体素而出现，但针对任意的所提供的组织类型的信号强度有时根据要素的范围而变化，该要素包含医用图像收集硬件的差异、患者中的解剖学构造物的变化、患病区域的存在、将任意的造影染料(contrast dye)或者造影剂注射给患者时所使用的医疗步骤、以及由造影染料造成的衰减。

为了识别血管的患病区域，需要对血管进行准确的分割。例如，为了进行冠状动脉中的狭窄测量，例如，有时需要对血管内腔以及血管壁进行准确的分割。狭窄是血管的异常的收缩或者狭小化。血管壁具备组织和斑块沉积物。内腔是被壁包围的、充满血液的空间。当在血管内存在钙化的斑块(钙化)时，为了能够进行更准确的内腔/壁分割，作为医用图像处理中的预备工序能够从数据集中除去钙化体素的情况有利。

自动的或者半自动的血管跟踪算法能够用于跟踪医用图像数据中的血管。当在跟踪中的血管内存在大的钙沉积物时，在通常的血管跟踪算法中，有时不能进行充分的血管跟踪。例如，由于大的钙沉积物的存在，血管分割的精度降低。大多数情况下，冠状动脉通过对冠状动脉导入造影剂来摄影。通过对冠状动脉投放造影剂，从而在基于计算机断层摄影(CT)的医用图像中显示的血管内腔的信号强度增加，区分内腔和周围组织。但是，由于信号强度变高，因此，有时难以将被造影(contrasted)的内腔与钙化的信号强度进行区分。减影处理(差分处理)是改善或者明确造影扫描中的造影(contrast)的效果而频繁使用的方法。非造影扫描(non-contrast scan)以及造影扫描相对于一个或者多个所提供的血管而取得。为了除去造影扫描(contrast scan)以及非造影扫描(例如，包含骨骼和软组织)共同的特征而仅使造影图像的被造影剂强调的部分剩下，从2个扫描体内的各对应的体素位置的造影扫描的信号强度减去非造影扫描的信号强度。

来自非造影扫描的数据与来自造影扫描的数据之间的形态的对准通常需要使两个扫描的体素位置在解剖学上切实地对应。医用图像能够手动地对准。其还能够作为像素偏移被熟知。例如，临床医生能够通过重叠医用图像将一医用图像的位置相对于另一医用图像的位置进行调整，从而能够手动地使造影后图像与造影前图像相匹配。或者，医用图像例如在正电子放射断层摄影/计算机断层摄影(PET/CT)或者多谱CT中，能够根据各个装置的机械的位置信息进行对准。现代的系统能够使用软件使医用图像自动地匹配，能够适当地应用线性配准处理或者非线性配准处理。

冠状动脉计算机断层血管造影(CCTA)是对冠状动脉进行摄影的一种方法。当在冠状动脉中不存在造影剂时，收集非造影图像。当在冠状动脉中存在造影剂时，收集造影图像。造影剂提高冠状动脉的信号强度。造影图像以及非造影图像的减影用于区分钙化的斑块(钙化)与动脉内腔。减影还用于区分支架或者其他的任意的类似的信号强度高的区域和动脉内腔。骨骼是信号强度高的特征性的区域，能够通过减影来除去。

另外，减影在对造影图像的数据和非造影图像的数据进行比较的用途以外的用途中使用。例如，减影利用于对与灌流(灌注)相关的医用图像进行比较。